L’atmosphère terrestre s’étend bien au-delà de la Lune

Vue de l’espace, notre atmosphère est semblable à un mince anneau bleu enveloppant notre planète. Nous avons longtemps pensé que cet anneau en était la limite, soit à 100 000 kilomètres d’altitude. Il n’en est rien. Grâce au photomètre SWAN, embarqué à bord de l’observatoire spatial de l’Agence Spatiale Européenne SOHO, une équipe de scientifiques franco-russe, composée de deux chercheurs français du CNRS a redéfinit les limites de notre atmosphère, passant de 100 000 kilomètres d’altitude à 630 000 kilomètres. Jean-Loup Bertaux, chercheur émérite du CNRS et l’un des scientifiques de la mission a été interrogé par National Geographic sur cette édifiante découverte.

UNE ATMOSPHÈRE FINALEMENT 6 FOIS PLUS ÉTENDUE

Notre atmosphère est beaucoup plus étendue que ce que l’on pensait. Cette observation a pu être réalisée grâce à l’observatoire spatial de l’ESA SOHO situé au point Lagrange L1, soit 1,5 millions de kilomètres d’altitude de notre planète en direction du Soleil. « Depuis ce point L1, on voit la Terre et son atmosphère d’hydrogène, la géocouronne, dans la direction opposée au soleil. Elle s’étend sur plus de 1 million de kilomètres de diamètre » annonce Jean-Loup Bertaux. La géocouronne est la partie lumineuse de la région la plus externe de notre atmosphère.

Comment se fait-il qu’il y ait une si grande différence avec ce que l’on pensait jusqu’à aujourd’hui et les récentes observations faites par SOHO ? C’est « grâce à l’extrême sensibilité du photomètre SWAN » indique le chercheur, et à la couleur particulière des atomes d’hydrogène qui composent l’atmosphère.

« Tout le monde connaît la lumière orange des lampes à sodium [utilisée notamment dans les tunnels du périphérique parisien], caractéristique de l’atome de sodium. De la même façon, l’atome d’hydrogène a une couleur caractéristique, située dans l’Ultra-violet lointain, appelée Lyman-al pha à 121,6 nanomètres de longueur d’onde, impossible à voir du sol, car absorbée par l’atmosphère. Mais depuis l’ère spatiale, on peut l’observer partout, sur toutes les planètes, dans l’espace interplanétaire, et même en provenance de certaines régions de la Galaxie » indique le chercheur, avant de résumer : « on savait que la géocouronne s’étendait jusqu’à environ 100 000 km, là on la détecte six fois plus loin et ceci grâce à l’émission lumineuse de ces atomes éclairés par le Soleil dans l’ultra-violet ».

QU’EST-CE QUE ÇA CHANGE VRAIMENT ?

« Dans la géocouronne, on parle d’une densité d’atomes d’hydrogène très faible. 70 atomes par centimètre cube à 60 000 km de distance et 0,2 atome par centimètre cube à la distance de la Lune et seulement 0,05 à 630 000 km » précise Jean-Loup Bertaux. En clair, la concentration d’atomes est si faible à ses extrémités que respirer de l’air à la surface de la Lune n’est toujours pas envisageable.

Si cette découverte est stupéfiante, cela ne change que très peu de choses. « Ça ne va pas changer grand-chose, sauf une : les télescopes spatiaux , comme le Hubble Space Telescope, à 500 km d’altitude, voient cette émission caractéristique des atomes d’Hydrogène, qu’on appelle le rayonnement Lyman-Alpha, à la longueur d’onde UV de 121,6 nm. Donc, quel que soit la direction observée, il y a toujours cette émission, en plus de celle qui vient de la Galaxie. Maintenant, on se rend compte que, même si on met un télescope à la distance de la Lune, il aura encore un peu de cette émission qu’il faudra soustraire des spectres UV recueillis. » Les télescopes spatiaux étudiant la composition chimique des étoiles et des galaxies devront maintenant tenir compte de ces interférences.